CN201378149Y - 一种应用x射线多效应探测融合技术的安全检查系统 - Google Patents

一种应用x射线多效应探测融合技术的安全检查系统 Download PDF

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黄校垣
邢羽
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一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，包括X射线源、准直器、斩波装置、双能透射探测器、前散射探测器、背散射探测器、信号处理器、计算机系统和显示器及输送系统，前、背散射探测器位于飞点X射束的两侧，双能透射探测器位于射线源对面，前散射探测器位于双能透射探测器一侧，背散射探测器位于射线源一侧，双能量透射探测器及前、背散射探测器均与信号处理器连接，信号处理器与计算机系统连接。本实用新型的专用算法能根据所获得的被检客体组成物质的有效原子序数Zeff和密度两个特征量，精确自动识别目标物质，并在图像上给出红色标识，提高了探测率，降低了误报率。

Description

一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统
技术领域
本实用新型涉及一种应用X射线的安全检查系统，尤其涉及一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统。属于安全检查辐射成像技术领域。
背景技术
安全检查是保证社会稳定及人民生命财产不受损害的重要举措，随着恐怖分子的日益猖獗，对重要部门以及设施如机场、铁路、娱乐场所等的威胁日趋严重。为了加大安全检查力度，各级安检部门不断采用新设备和新技术，目前广泛用于机场、海关、铁路等重要部门的安全检查设备都是X射线透射设备。此种设备只能提供被检客体的透射图像，借此提取被检客体组成物质的有效原子序数信息，但是，此种设备不能提供被检客体组成物质的有关密度的信息。虽然此种设备可以有效的识别有机物或无机物，但不能可靠地从有机物中把炸药和毒品识别出来，更不能探测片状危险品。因此，开发一种既能检测被检客体的有效原子序数又能检测其中的密度信息，同时还能探测片状危险器的安全检查设备十分必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有设备不能得到被检客体组成物质密度信息，以及不能探测薄片状危险品的不足，提供一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统。
本实用新型的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统是通过以下技术方案实现的：
一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，包括X射线源、准直器、斩波装置、双能透射探测器、散射探测器、信号处理器、计算机系统、两个显示器及输送系统，所述X射线源与准直器连接，X射线源发射圆锥形的X射线束，准直器能够将圆锥形X射线束准直成薄片扇形X射线束，所述斩波装置位于准直器前端，斩波装置将薄片扇形X射线束调制成由下至上或由上至下运动的笔束状X射线飞点，斩波装置上的刀口板的角度可以随X射线束的出射角度变化而变化，所述输送系统上面放置被检客体，笔束状X射线飞点与被检客体相互作用，使得被检客体散射的X射线被前散射探测器、背散射探测器所接收，所述双能透射探测器、两个前散射探测器、两个后散射探测器均与信号处理器连接，所述信号处理器与计算机系统连接，信号处理器完成图像数据的预处理、A/D转换以及数字信号校正，所述计算机系统连接两个彩色显示器，两个彩色显示器分别用于卷轴显示被检客体的双能量透射图像和散射图像，计算机系统的专用算法提取被检客体组成物质的有效原子序数和密度特征值。
所述双能透射探测器包括高能透射探测器及低能透射探测器，所述高能透射探测器与低能透射探测器之间设置高低能分离滤波器。
所述前散射探测器、背散射探测器、高能透射探测器、低能透射探测器中均至少包括光电倍增管和闪烁晶体，闪烁晶体将X射线的强度信号转换成光信号，光电倍增管将光信号转换成电流信号。
所述前散射探测器、背散射探测器、高能透射探测器、低能透射探测器均由金属盒体所包围，对可见光和泄露射线有良好的屏蔽作用。
所述信号处理器包括散射信号预放器、透射信号预放器、散射信号处理器、透射信号处理器、系统控制器。
所述两个背散射探测器对称设置在经过所述斩波装置调制后的笔束状X射线飞点两侧，所述两个前散射探测器对称设置双能透射探测器的两侧，两个背散射探测器对称设置X射线源一侧。
所述闪烁晶体为硅酸镥、锗酸鉍、碘化銫之一。
本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统，可同时探测被检客体组成物质的有效原子序数Zeff和密度信息，从而提高了系统的探测率，降低了误报率。
2、本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统能突出显示由低原子序数元素组成的物质，以及含有大量碳、氢、氮、氧的物质，特别是炸药和毒品。弥补了传统X射线透射设备不能探测薄片状危险品的缺陷。
3、本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统能自动进行危险品的自动探测，如炸药和毒品，并给出明显的标识。
4、本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统采用点扫描原理，系统的单次检查剂量特别低，只有传统X射线透射检查设备的十分之一。
5、本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统，操作方便，只需要将被检客体放置在输送系统上面，通过输送系统即能对被检客体逐一进行X射线扫描检查。
6、本实用新型可广泛用于机场、火车站、边防口岸等重要部门的安检。
附图说明
图1为本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统的示意图；
图2为本实用新型的一种应用X射线的多效应探测融合技术的安全检查系统2维物质识别平面图。
具体实施方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本实用新型的技术方案，现结合附图对本实用新型作进一步详尽地说明：
本实用新型的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，如图1所示，包括X射线源1、准直器2和斩波装置3、双能透射探测器10、两个前散射探测器5、两个背散射探测器4、信号处理器8、计算机系统9、两个彩色显示器11及输送系统12，X射线源1与准直器2连接，斩波装置3位于准直器2的前端，准直器2将X射线源发射的圆锥形X射线束准直成扇形X射线束，借助于斩波装置3，将扇形X射线束调制成笔束状X射线飞点15，输送系统12是用于传输被检客体14接受笔束状X射线飞点15的扫描检查，被检客体14是放置在输送系统的输送带表面上的。当笔束状X射线飞点15扫描被检客体14时，被检客体14散射的X射线被两个前散射探测器5和两个背散射探测器4所吸收，穿过被检客体14的射线被双能透射探测器10所吸收，双能透射探测器10、两个前散射探测器5、两个背散射探测器4均与信号处理器8连接，信号处理器8与计算机系统9连接，计算机系统9连接两个彩色显示器11。
进一步地，双能透射探测器10包括高能透射探测器7及低能透射探测器6，高能透射探测器7与低能透射探测器6之间设置高低能分离滤波器13。
进一步地，两个前散射探测器5、两个背散射探测器4、高能透射探测器7、低能透射探测器6中均至少包括光电倍增管和闪烁晶体。
进一步地，两个背散射探测器4、两个前散射探测器5、高能透射探测器7、低能透射探测器6均由金属盒体所包围。
进一步地，信号处理器8包括散射信号预放器、透射信号预放器、散射信号处理器、透射信号处理器、系统控制器。
进一步地，两个背散射探测器4对称设置在经过斩波装置3调制后的笔束状X射线飞点15两侧、X射线源1同一侧，两个前散射探测器5对称设置在双能透射探测器的两侧。
进一步地，闪烁晶体为硅酸镥、锗酸鉍、碘化銫之一。
实施例：
如图1所示，一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，包括X射线源1、准直器2和斩波装置3、双能透射探测器10、两个前散射探测器5、两个背散射探测器4、信号处理器8、计算机系统9、两个彩色显示器11及输送系统12，X射线源1发射圆锥形X射线束，准直器2将圆锥形X射线束准直成薄片扇形X射线束，斩波装置3将薄片扇形X射线束调制成由下至上或由上至下运动的笔束状X射线飞点15，斩波装置3的刀口板的角度随X射线束的角度变化而变化；笔束状X射线飞点15与输送系统12上的被检客体14相互作用，被检客体14散射的X射线被两个背散射探测器4、两个前散射探测器5接收，两个前散射探测器5及两个背散射探测器4由光电倍增管及闪烁晶体组成，闪烁晶体为硅酸镥、锗酸铋、碘化铯之一，两个背散射探测器4、两个前散射探测器5外面设有金属盒体，因而对可见光和泄露射线有良好的屏蔽，两个背散射探测器4、两个前散射探测器5保证输出信号的高信噪比和短余辉，并尽可能多的接收被检客体14的散射射线；穿过被检客体14的X射线被双能透射探测器10接收，高低能分离滤波器13将X射线的低能、高能谱峰分开，提高了有效原子序数Zeff的探测精度。双能透射探测器10由光电倍增管和闪烁晶体组成，外面设有金属盒体，对可见光和泄露射线有良好的屏蔽，闪烁晶体为硅酸镥、锗酸铋、碘化铯之一，低能透射探测器6、高能透射探测器7吸收不同能谱的X射线，保证输出信号的高信噪比和短余辉，信号处理器8分别处理来自两个背散射探测器4、两个前散射探测器5、高能透射探测器7及低能透射探测器6输出的模拟信号，并完成信号的A/D转换，处理后的信号传输给计算机系统9，计算机系统9完成对图像信息的采集、处理、显示和存储，计算机系统9连接有两个彩色显示器11，分别卷轴显示被检客体14的双能透射图像和散射图像，计算机系统9专用算法提取被检客体14组成物质的有效原子序数Zeff和密度特征值，实现了探测炸药和毒品的目的。
如图2所示，系统专用算法依据所探测到的被检客体组成物质的有效原子序数和密度特征值落在识别平面的位置来识别目标物质。传统的X射线透射系统只能依据被检客体组成物质的有效原子序数和高能或低能信号灰度值来识别目标物质，所以说，本实用新型所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统的探测率将大大高于传统的X射线透射系统，而漏报率远低于传统的X射线透射系统。本实用新型不仅仅局限于上述实施例，凡是在不违背本实用新型思想的前提下所作的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型的权利侵犯。

Claims (7)

1、一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，包括X射线源(1)、准直器(2)和斩波装置(3)、双能透射探测器(10)、两个前散射探测器(5)、两个背散射探测器(4)信号处理器(8)、计算机系统(9)、两个彩色显示器(11)及输送系统(12)，其特征在于，所述X射线源(1)与准直器(2)连接，所述斩波装置(3)位于准直器(2)的前端，所述准直器(2)用于将X射线源(1)发射的圆锥形X射线束准直成扇形X射线束，并借助于斩波装置(3)将扇形X射线束调制成笔束状X射线飞点(15)，所述输送系统(12)用于传输被检客体(14)接受笔束状X射线飞点(15)的扫描检查，所述被检客体(14)放置在输送系统的输送带表面，被检客体(14)散射的X射线通过两个前散射探测器(5)和两个背散射探测器(4)吸收，穿过被检客体(14)的X射线通过双能透射探测器(10)吸收，所述双能透射探测器(10)、两个前散射探测器(5)、两个背散射探测器(4)均与信号处理器(8)连接，所述信号处理器(8)与计算机系统(9)连接，所述计算机系统(9)连接两个彩色显示器(11)。
2、根据权利要求1所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述双能透射探测器(10)包括高能透射探测器(7)及低能透射探测器(6)，所述高能透射探测器(7)与低能透射探测器(6)之间设置高低能分离滤波器(13)。
3、根据权利要求2所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述前散射探测器(5)、背散射探测器(4)、高能透射探测器(7)、低能透射探测器(6)中均至少包括光电倍增管和闪烁晶体。
4、根据权利要求1所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述前散射探测器(5)、背散射探测器(4)、高能透射探测器(7)、低能透射探测器(6)均由金属盒体所包围。
5、根据权利要求1所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述两个前散射探测器(5)和两个背散射探测器(4)对称设置在经过所述斩波装置(3)调制后的笔束状X射线飞点(15)两侧，所述两个前散射探测器(5)位于双能透射探测器一侧，两个背散射探测器(4)位于X射线源(1)一侧。
6、根据权利要求1所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述信号处理器(8)包括散射信号预放器、透射信号预放器、散射信号处理器、透射信号处理器、系统控制器。
7、根据权利要求3所述的一种应用X射线多效应探测融合技术的安全检查系统，其特征在于，所述闪烁晶体为硅酸镥、锗酸鉍、碘化銫之一。
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